电与磁难题汇总

安庆一中安庆一中 2013 年学年度第二学期第一次模拟考试年学年度第二学期第一次模拟考试 一 实验 探究题 1 小明利用热敏电阻设计了一个 过热自动报警电路 如图甲所示 将热敏电阻 R 安装在需要探测温度的地方 当环境温度正常时 继电器的上触点接触 下触点分离 指示灯亮 当环境温度超过某一值时 继电器的下触点接 触 上触点分离 警铃响 图甲中继电器的供电电压 U1 3V 继电器线圈用漆包线绕成 其电阻 R0为 30 当线 圈中的电流大于等于 50mA 时 继电器的衔铁将被吸合 警铃响 图乙是热敏电阻的阻值随温度变化的图像 1 由图乙可知 当环境温度为 40 时 热敏电阻阻值为 当环境温度升高时 热敏电阻阻值将 继 电器的磁性将 均选填 增大 减小 或 不变 2 图甲中警铃的接线柱 C 应与接线柱 相连 指示灯的接线柱 D 应与接线柱 相连 均选填 A 或 B 3 图甲中线圈下端 P 的磁极是 极 选填 N 或 S 4 请计算说明 环境温度在什么范围内时 警铃报警 2 图所示为一种温度自动报警器的原理图 在水银温度计里封入一段金属丝 当温度达到金属丝下端所指示的温度 时 就可以发出报警信号 这种报警器既可以进行高温报警 即温度达到或超过设定的温度时报警 也可以进行 低温报警 即温度低于设定的温度时报警 请你根据上面的介绍 结合图示分析回答下面的问题 1 水银温度 计在电路中相当于一个 2 若设定报警灯为红色 正常状态指示灯为绿色 该装置设定为低温报 警时 L1 应为 色 填 红 或 绿 3 学习了电流的磁场和磁场对电流有力的作用的知识之后 某学校兴趣小组的同学猜想 既然电流周围存在着磁 场 那么两根互相靠近的通电导体之间将会发生相互作用 他们将两根导线 可伸长 平衡放置后固定 如图 13 甲所示 向后通上如图 乙 丙 丁 所示的电流 通过反复实验证实了他们的猜想 请你根据下面的实验现象 回答问题 1 平行放置的两根通电导线之间作用力的特点是 当两根导线通同向电流时 两根导线相互 当两根导线通反向电流时 两根导线相互 2 两根平行放置的通电导线之间的相互作用力的大小除了与导线之间的距离 导线的长度有关外 还与哪个因素 有关 你猜想的依据是什么 4 阅读短文 再回答后面的问题 我们用作煮食的炉子有各种各样的款式 它们的工作原理各不相同 有以天然气 液化石油气等作燃料的 例如天 然气炉 还有以直接的电热方式加热的 例如电饭锅 下面介绍的是以电磁感应原理生热的电磁炉 如图 8 所示是 描述电磁炉的原理示意图 炉子的内部有一个金属线圈 当电流通过线圈时 会产生磁场 这个磁场的大小和方向 是不断变化的 这个变化的磁场又会引起放在电磁炉上面的铁质 或钢质 锅底内产生感应电流 由于锅底有电阻 感应电流又会在锅底产生热效应 这些热能便能起到加热物体的作用从而煮食 电磁炉的特点是 电磁炉的效率比一般的炉子都高 热效率高达 90 炉面无明火 无烟无废气 电磁火力强劲 安全可靠 因为电磁炉是以电磁感应产生电流 利用电流的热效应产生热量 所以不是所有的锅或器具都适用 对 于锅的选择 方法很简单 只要锅底能吸住磁铁的就能用 适合放在电磁炉上烹饪器具有不锈钢锅 不锈钢壶 平 底铁锅 不适用的有陶瓷锅 壶 圆底铁锅 耐热玻璃锅 铝锅 壶 铜锅 壶 等 1 在电磁炉加热食物的过程中涉及到的物理原理有 回答三个即可 a b c 2 电磁炉的锅不能用陶瓷锅 耐热玻璃锅的原因是 电磁炉所用的锅不能用铝锅 铜锅的原因是 3 在锅和电磁炉中间置放一纸板 则电磁炉还能起到加热作用吗 为什么 二 填空题 每空 分 共 分 5 如图所示 某商场一批顾客乘坐自动扶梯上楼 自动扶梯由电动机带动匀速运动 电动机的电阻为 r 两端的电 压为 U 工作电流为 I 上楼时间为 t 在此过程中 电动机消耗的电能为 产生的机械能为 6 如图 1 所示 通电线圈处于异名磁极之间 若 CD 边受力 F1的方向指向纸外 则 AB 边所受力 F2方向指向 线圈 BACD 的 N 极朝向 选填 纸外 纸内 7 为了形象地描述磁场 引入了 磁感线 的概念 在下列几个物理学研究的实例中 与引入 磁感线 概念相 似的是 填所选的序号 1 在研究串 并联电路时 引入 总电阻 的概念 2 为了直观的表示光的传播方向和路径 引入 光线 的概念 3 在研究物体受到几个力作用时 引入 合力 的概念 8 在物理学中 磁感应强度 用字母 B 表示 国际单位是特斯拉 符号是 T 表示磁场的强弱 磁感应强度 B 越 大 磁场越强 磁感线形象 直观描述磁场 磁感线越密 磁场越强 1 图 19 为某磁极附近磁感线的方向和分布的示意图 由图可知 该磁极为 极 若在 1 处放置一个小磁针 当小磁针静止时 其指向应是图 20 中的 2 如果电阻的大小随磁场的强弱变化而变化 则这种电阻叫磁敏电阻 某磁敏电阻R的阻值随磁感应强度B变化 的图象如图 21 所示 根据图线可知 磁敏电阻的阻值随磁感应强度B的增大而 图线没有过坐标原点 是 因为 3 利用该磁敏电阻的R B特性曲线可以测量图 19 磁场中各处的磁感应强度 评卷人得分 将该磁敏电阻R放置在磁场中的位置 1 处 吴力设计了一个可以测量该磁敏电阻R的电路 所提供的实验器材如 图 21 所示 其中磁敏电阻所处的磁场未画出 请你将该实验电路连接完整 正确接线后 测得的数据如上表所示 该磁敏电阻的测量值为 根据该磁敏电阻的R B特性曲线可知 1 处的磁感应强度为 T 在实验过程中 仅将磁敏电阻从 1 处移至 2 处 其它条件不变 那么电流表的示数 电压表的示数 填 增大 减小 或 不变 4 就现有的实验器材和电路 请提出一个有意义的可供探究的物理问题 5 在上述电路中 将该磁敏电阻从待测磁场中移出 闭合开关 移动滑动变阻器的滑片 当电流表的示数为 10 0 mA 时 求滑动变阻器接入电路的阻值 设电源电压为 5 50 V 9 阅读下面短文 会发光的电磁翘翘板 小明制作了如图 a 所示的电磁翘翘板参加学校的科技节活动 该电磁翘翘板是在两端封闭的透明塑料管中放有一块 磁性很强的磁铁 塑料管外绕有金属丝作为线圈 在线圈两端并联两只发光二极管 符号 其电路如图 b 所 示 二极管具有单向导电性 电流只能从二极管的正极流入 负极流出 演示时 将塑料管上下翘动 磁铁便在线 圈中左右移动 相当于线圈导体在磁场中做切割磁感线运动 这时会看见两只发光二极管轮流发光 请回答下列问题 1 电磁翘翘板中发光二极管轮流发光是根据 原理工作的 也是根据这一原理工作的 填 电动机 或 发电机 2 电磁翘翘板上下翘动时 为什么发光二极管会轮流发光 四 简答题 每空 分 共 分 10 09 贵阳 如图 10 所示 虚线区域内的 为垂直纸面的磁感线 当金属框沿光滑绝缘斜面的顶端 由静 止开始滑到底端时 具有的动能为 1 若将金属框换成质量相同的塑料框 其他条件不变 塑料框滑到底端时 具 有的动能为E2 请判断E1和E2的大小关系 并简要说明判断理由 提示 金属框是导体 有电阻 11 如图 2 所示 AB 和 CD 是两根固定且平行的水平光滑金属导轨 符号 表示垂直于纸面指向纸面里的磁场 的磁感线 现将铜棒 EF 和 GH 垂直放在滑轨上 并与金属导轨接触良好 当外力拉动 GH 使其向左移动时 发现 EF 在感应电流的作用下也向左移动 当拉动 GH 使其向右移动时 则 A 铜棒 EF 不动 B 铜棒 EF 也向右运动 C 铜棒 EF 向左运动 D 无法确定是否运动 12 法国科学家阿尔贝 费尔和德国科学家彼得 格林贝格尔由于发现了巨磁电阻 GMR 效 应 荣获了 2007 年诺贝尔物理学奖 如图是研究巨磁电阻特性的原理示意图 实验发现 当闭合 S1 S2后使滑片 P 向左滑动过程中 指示灯明显变亮 则下列说法正确的是 A 电磁铁右端为 N 极 B 滑片 P 向左滑动过程中电磁铁的磁性减弱 C 巨磁电阻的阻值随磁场的增强而明显增大 D 巨磁电阻的阻值随磁场的增强而明显减小 13 科学家观测到一种水生细菌 它具有沿地球磁场游动的向磁性 在电子显微镜下发现 该细菌细胞中沿长条轴 线排列着大约 20 颗细黑粒 若将这种细菌在不含铁的培养液中培养几代后 其后代便不再含有这种细黑粒 同时也 不再具有向磁性 由此得出的结论中错误的是 评卷人得分 A 细黑粒可能存在磁性 B 细黑粒可能含有铁元素 C 生存环境的改变不影响生物体内元素的含量 D 在强磁场附近该细菌的运动方向可能会改变 参考答案 一 实验 探究题 1 1 70 减小 增大 2 B A 3 S 极 2 1 开关 2 红 3 1 吸引 排斥 2 电流大小 因为丙 丁两图通过不 同大小的电流后导线形变的程度不一样 说明力的大小不一样 4 1 电流的磁场 电磁感应现象 电流的热效应 热传递等 2 因为不会产生电磁感应现象 也就不会有感应电流产生 也就没有电流的热效应 铝锅和铜锅的电阻率小 电流的热 效应低加热作用不明显 3 能 因为电流产生磁效应 电生磁 后 产生的磁场能够穿过纸板 而到达锅底 使锅底产生感应电流 磁生电 利用 锅底的电流产生的热效应加热物体 二 填空题 5 UIt UIt I2rt 6 纸内 纸外 7 2 三 综合题 8 1 N 1 分 甲 1 分 2 增大 1 分 放入磁场前 磁敏电阻不为 0 1 分 3 如图 2 分 500 2 分 1 0 1 分 增大 1 分 减小 1 分 4 磁敏电阻的阻值与磁场方向有关吗 或磁场分布是否具有空间对称性 或磁极受撞击后磁场强弱是否改变 1 分 5 由图可知 移出磁场时 磁敏电阻为 R 100 1 分 根据欧姆定律 电路中总电阻 R总 1 分 解得滑动变阻器的阻值为 R滑 R总 R 1 分 550 100 450 1 分 9 1 电磁感应 发电机 2 因为当磁铁向低处滑动时 磁铁串过闭合线